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Einfluss der Ultraschallbehandlung auf die Oberfläche von Gewindeteilen
eines Fotoobjektives aus Alu und Messing
Dr. V. Prieb
"MFS-Büro Dr. Prieb"
im Auftrag von
"Leica AG" und "Ultrasonics Steckmann GmbH"
Kurzfassung: Die lichtmikroskopischen Untersuchungen der Oberfläche von
Gewindeteilen des Fotoobjektivs eines Fotoapparates nach ihrer Fertigung, ihrem
Handschliff und nach ihrer verschiedenen Ultraschallbehandlung sind
durchgeführt worden. Die im Vergleich zum Handschleifen deutlich effektivere
Wirkung der Ultraschallbehandlung von eingeschraubten Objektivteilen ist
festgestellt worden.
Die Effektivität der Ultraschallbehandlung bei verschiedenem Aufbringen der
Sonotrode auf die beiden Objektivteile und die Sonotrodenform werden ebenfalls untersucht
und diskutiert.
Einführung:
Die Oberflächen der
Gewindeteile eines Fotoobjektivs sind nach der Fertigung sehr rau. Die
lichtmikroskopischen Aufnahmen von flachen Gewindeabschnitten der Messing- und
Alu-Objektivteilen weisen darauf hin, dass die Reibung an dem Gewinde der
ineinander eingeschraubten Teile hauptsächlich durch die Oberflächenrauhigkeit
des Alu-Teils nach dem Fräsen/Drehen des Gewindes verursacht wird.
Um die Reibung an den Oberflächen der sich bei präzisen Einstellungen des Fotoobjektivs
bewegenden Gewindeteile zu minimieren, werden diese immer noch handgeschliffen. Diese
Handarbeit ist nicht nur aufwendig sondern auch wenig effektiv. Wie die
lichtmikroskopischen Aufnahmen zeigen, bleibt vor allem die handgeschliffene
Alu-Oberfläche rau. Die ausgerissenen Alu-Teilchen werden abgerundet, dem
Gewinde entlang ausgerichtet (texturiert) und zum Teil in die Oberfläche
eingeschmiert, was eine Reibungsminderung zufolge haben soll.
Eine effektive, maschinelle, sich leicht automatisieren lassende Methode - wie z. B.
Ultraschallbehandlung - wird gesucht.
Zusammenfassung:
Dem positiven Einfluss der US-Behandlung auf die Rauhigkeit der reibenden Oberflächen liegt die in der
vorigen Arbeit untersuchte Metallplastifizierung zugrunde. Die eingeschraubten
Objektivteile üben aufeinander, besonders an rauen Stellen der
Gewindeoberfläche, den mechanischen Druck aus. Beim Anlegen des Ultraschalls entstehen
tangentiale Schwingungen, die zur Wärmeproduktion an der Oberfläche führen.
Durch die Wirkung des mechanischen Drucks
und der Wärme wird die Alu-Fließgrenze erreicht, d. h. die Alu-Teilchen werden
plastifiziert und in die Oberfläche des Alu-Teils eingeschmiert, so dass ein
perfekter Glätteeffekt erzielt wird.
Mehr dazu:
Bericht (Volltext mit Fotos, Deutsch) als PDF-Datei
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